一种储层内反应的新型温控固砂剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于石油开采技术领域，具体涉及一种储层内反应的新型温控固砂剂及其制备方法与应用。所述的制备方法包括：在溶剂和碱性环境下，对苯二胺与氯甲酸甲酯发生氨基保护反应得到中间产物；然后在碱性条件下将上述中间产物和甲醛溶液发生合成反应，得到最终产物。所述温控固砂剂的结构通式如下：其中，n＝5000

【技术实现步骤摘要】
一种储层内反应的新型温控固砂剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于石油开采
，具体涉及一种储层内反应的新型温控固砂剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]在油井的开发和开采过程中，出砂问题一直是一个普遍性难题。出砂一般是指由于生产压力差过大或者油气层岩石疏松而导致近井岩层结构破坏，使得地层砂流入井筒的现象。出砂往往会导致设备磨损，从而造成设备的破坏，降低油井的开发产量。此外，油井出砂会造成地层结构的破坏，随着出砂量的不断增大，地层空穴体积会不断增大，严重的可以导致地层坍塌。因此油井开发过程中的防砂固砂问题非常关键。
[0003]CN1168407公开了一种用于油井耐高温泡沫树脂防砂固砂工艺配方，此种防砂固砂剂是一种黑色胶体粘液由改性酚醛树脂、耐热助剂、互溶稀积剂醇类，酮类或脂类、偶联剂、发泡剂、固化剂组分按一定的比例混合，搅拌稀释，制备而成。本专利技术所提供的防、固砂剂既能在常温下固化，又能承受高温，利用它在蒸汽吞吐开采的稠油中可获得良好的固砂、防砂效果，此种固、防砂剂对油层渗透率影响小，其制备和现场施工工艺较为简单，且生产过程无三废，宜于推广应用。
[0004]CN101519587公开了一种油水井化学树脂型固砂剂及防砂工艺技术，其工艺配方包括：有机硅树脂5～10％、分散剂(糠醛)15～20％、互溶剂(乙醛)10～15％、固化剂(偏磷酸)10～15％、破乳剂15～20％、苯胺改性酚醛树脂15～20％、盐酸25～30％、三乙醇胺5～10％、硫酸铝5～10％、OP10：5～10％。其工艺为先冲砂至设计要求位置、按设计要求下入施工管柱、对油层预处理，然后选用正替树脂型固砂剂，进行挤树脂型固砂剂和挤顶替液，待压力自然扩散后缓慢提出施工管柱，最后待侯凝72h后完井。
[0005]CN106590562A公开了一种活性洗油固砂剂，重量组份如下：环氧树脂20-30％，甲基丙烯酸5-15％，甲基丙烯酸十八酯5-15％，乙二醇单丁醚10-30％，正丁醇10-20％，二甲基乙醇胺10-20％，过氧化苯甲酰5-7％，去离子水10-15％。正丁醇和乙二醇单丁醚混合溶液预溶解环氧树脂，在过氧化苯甲酰引发下将甲基丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸接枝到环氧树脂上，加入适量的二甲基乙醇胺和去离子水调节pH即可制得。本活性固砂剂可在60℃以下快速固化，偶联剂可加强树脂与砂岩表面的粘结性，保证树脂固结物的强度，同时具有极强的吸油能力，保留固结砂岩的渗透率，从而稳定地层结构或形成具有一定强度和渗透率的人工井壁。
[0006]上述专利均为化学树脂固砂剂，且目前应用较为广泛，但是由于注入地层的都是反应单体，无法控制反应程度，因此容易造成反应初期速度过快等问题。

技术实现思路

[0007]为了解决油井开发过程中的出砂和无法控制固砂剂反应单体反应程度的问题，本专利技术的目的在于提供一种储层内反应的新型温控固砂剂及其制备方法，该固砂剂反应单体
加入至地层中，受地层强碱性和高温环境的作用才会发生反应制备固砂剂，从而进行固砂作用。
[0008]因此，为了实现上述目的，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术公开了一种储层内反应的新型温控固砂剂的制备方法，该方法包括：在溶剂和碱性环境下，对苯二胺与氯甲酸甲酯发生氨基保护反应得到中间产物；然后在碱性条件下将上述中间产物和甲醛溶液发生合成反应，得到最终产物。
[0009]根据本专利技术的第二个方面，本专利技术公开了上述制备方法制得的温控固砂剂，所述温控固砂剂的结构通式如下：
[0010][0011]其中，n＝5000-50000，更优选为n＝20000-30000。
[0012]根据本专利技术的第三个方面，本专利技术提供了本专利技术第二方面所述温控固砂剂在油井固砂中的应用。
[0013]本专利技术的制备方法先通过氯甲酸甲酯对对苯二胺进行氨基保护，随后将氨基保护产物和甲醛溶液直接通入至地层进行反应，该方法工艺简单，得到的产物可以直接进行固砂反应，适合工业化生产。所制得的温控固砂剂可以应用于强碱压裂工作的油井中，从而解决油井出砂问题。本专利技术充分利用地下底层和地面温度的差异制备了一种新型温控固砂剂。该固砂剂的反应单体在常温下不反应，加入至油井地层后，在地层强碱高温的环境下反应单体氨基脱保护，从而发生反应制备该固砂剂进行固砂，使地层中疏松的沙粒物质进行胶结。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有以下优点和有益效果：
[0015]本专利技术的固砂剂固化温度>200℃、固化时间≥5h、固化强度>8MPa、渗透率损失小于20％、延长检泵周期超过300d，同时成本不超过2500元/吨。因此本专利技术的固砂剂完全能够满足油田生产需要，具有良好的应用效果及应用前景。
附图说明
[0016]图1为实施例6所得新型温控固沙剂不同固沙剂浓度的抗压性能测试图；
[0017]图2为实施例6所得新型温控固沙剂25％浓度的渗透性能测试图。
具体实施方式
[0018]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0019]根据本专利技术的第一个方面，本专利技术公开了一种储层内反应的新型温控固砂剂的制备方法，该方法包括：
[0020]在溶剂和碱性环境下，对苯二胺与氯甲酸甲酯发生氨基保护反应得到中间产物；然后在碱性条件下将上述中间产物和甲醛溶液发生合成反应，得到最终产物。
[0021]在本专利技术中，优选地，所述对苯二胺、氯甲酸甲酯和甲醛的摩尔比为1:2-2.5：1-1.3，更优选为1:2.2：1.1。
[0022]在本专利技术中，优选地，所述溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、苯乙烯、三氯乙烯中的一种，更优选为二氯乙烷或苯乙烯；以1mol份的对苯二胺为基准，所述溶剂用量为5-10mol，更优选为6-8mol。
[0023]在本专利技术中，优选地，所述碱性环境所用的碱为三乙胺或氨水，更优选为三乙胺。
[0024]在本专利技术中，优选地，所述氨基保护反应的温度为70～80℃、反应时间为1-3h、搅拌速度为150-250rpm，更优选为反应温度72～75℃、反应时间1.5-2h、搅拌速度150-200rpm。
[0025]所述的中间产物的结构通式为：
[0026][0027]优选地，所述碱性条件的pH值8～9，所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种。
[0028]在本专利技术中，优选地，所述合成反应的温度为80～90℃、反应时间为2-4h、搅拌速度为200-300rpm，更优选为反应温度85～90℃、反应时间3-3.5h、搅拌速度250-300rpm。
[0029]在本专利技术中，优选地，所述甲醛溶液为37％甲醛水溶液。
[0030]按照一种更具体的优选实施方式，所述降粘剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储层内反应的新型温控固砂剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：在溶剂和碱性环境下，对苯二胺与氯甲酸甲酯发生氨基保护反应得到中间产物；然后在碱性条件下将上述中间产物和甲醛溶液发生合成反应，得到最终产物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述苯二胺、氯甲酸甲酯和甲醛的摩尔比为1:2-2.5：1-1.3。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述苯二胺、氯甲酸甲酯和甲醛的摩尔比为1:2.2：1.1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、苯乙烯、三氯乙烯中的一种。5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，以1mol份的苯二胺为基准，所述溶剂用量为5-10mol。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱性环境所用的碱为三乙胺或氨水。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氨基保护反应的温度为70～80℃、反应时间为1-3h、搅拌速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵益忠，宋金波，郑铎，吕超，张川庭，董海生，梁伟，高雪峰，马丁，贾培锋，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：